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Previous issue date: 2012-10-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / The main objective of this work was to construct amphiphilic chlorins with low aggregation in a physiological environment. The synthesis and structural characterization of the target compounds were carried out, and preliminary photophysical studies have been performed to point out the best candidates for further photochemical and biological studies (PDT studies) Initially, the porphyrin precursor 2 was synthesized using accessible reagents and a simple methodology, as described in Scheme 3. Scheme 3. Synthesis of new chlorins. i) C6H5Cl/PTSA, reflux, 2h and then ii) MeOH/H2SO4 5%, rt, overnight, 72% yield (2 steps); iii) solvent/conditions (Tabela 1) and maleiimide 9; iv) solvent/conditions (Tabela 2) and maleiimide 10; v) NH2OCH2CH2OH, THF, reflux. The second part of the work involved the Diels Alder reactions between the dienophiles (9 and 10) and porphyrin 2, as shown in Scheme 3. The synthesis of the dienophiles involved initial protection with ethylene glycol (to 7) or ethylenedithiol (to 11). The ethylene glycol protected compound 7 did not provide the expected results yielding only by-products. On the other hand, the approach using ethylenedithiol as protecting group allowed the effective synthesis of maleimides 9 and 10 (Scheme 4). Scheme 4. Synthesis of maleimides. We decided to study the relative reactivity of maleimides 9 and 10 under the Diels-Alder reactions conditions with porphyrin 2, as well as establish the ideal conditions to obtain chlorins 3a/3b and 4a/4b. Our best results were obtained for chlorins 3a and 3b with 37% and 37% yield for both; for chlorins 4a and 4b the yields were 36% and 35%, respectively. Finally, the versatility of chlorins 4a and 4b, as multi-functionalizable photosensitizers, was evaluated. These compounds reacted with 2-aminoxyethanol and the oxime-type amphiphilic derivatives 5a/5b were obtained in 67% and 74% yield, respectively. The reported compounds in this dissertation were characterized by 1D and 2D NMR spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, infrared spectroscopy and low or high resolution mass spectrometry. The structures were assigned unambiguously. Through the synthetic studies, some photophysical tests, such as singlet oxygen production measurements, were conducted in order to evaluate the potential of chlorins 3a/3b and 4a/4b for PDT studies. 1H NMR aggregation studies were also performed to demonstrate the absence of aggregation in solution at the studied concentrations (high concentrations). / Neste trabalho empreendemos esforços para produzir clorinas anfifílicas e de baixa agregação em meios fisiológicos. Além da síntese e caracterização estrutural dos novos compostos, foram realizados estudos fotofísicos preliminares, com o objetivo de apontar os melhores candidatos para estudos fotoquímicos e biológicos posteriores (estudos em PDT). Para a síntese dos novos fotossensibilizadores, foi realizada inicialmente a preparação da porfirina de partida 2, pelo uso de reagentes acessíveis e metodologias simples, conforme descrito no Esquema 1. Esquema 1. Síntese de novas clorinas. i) C6H5Cl/PTSA, reflux, 2h e então ii) MeOH/H2SO4 5%, ta, 12h, 72% rendimento (2 etapas); iii) solvente/condições (Tabela 1) e maleimida 9; iv) solvente/condições (Tabela 2) e maleimida 10; v) NH2OCH2CH2OH, THF, PTSA, t.a. Para a realização das reações de Diels Alder propostas no Esquema 1, utilizaram-se dois dienófilos (9 e 10) sintetizados de acordo com o Esquema 2. A abordagem envolvendo a proteção com etileno glicol não forneceu os resultados esperados, entretanto, a abordagem utilizando etilenoditiol como grupo protetor permitiu a síntese das maleimidas 9 e 10 de forma eficiente. Esquema 2. Síntese das maleimidas. Em seguida, foram realizados estudos sistemáticos das reações de Diels-Alder entre 2 e as maleimidas 9 e 10 com o objetivo de comparar as reatividades relativas dos dienófilos, bem como estabelecer as melhores condições reacionais para a obtenção das clorinas 3a/3b a 4a/4b. Os melhores resultados obtidos nas sínteses das clorinas 3a e 3b foram 37% de rendimento para ambas, e, para as clorinas 4a e 4b, 36% e 35% de rendimento, respectivamente. Por fim, visando testar a versatilidade das clorinas 4a e 4b enquanto fotossensibilizadores multi-funcionalizáveis, realizou-se a síntese dos derivados anfifílicos do tipo oxima 5a e 5b pelo uso de 2-aminoxietanol com rendimentos de 70% e 74%, respectivamente. Os compostos sintetizados neste trabalho foram caracterizados utilizando-se técnicas de espectroscopia de RMN 1D e 2D, espectroscopia na região do UV-Vis, espectroscopia na região do Infra-vermelho e espectrometria de massas de baixa e alta resolução, atribuindo as estruturas de forma inequívoca. Ao longo das abordagens sintéticas foram realizados alguns estudos fotofísicos preliminares (medidas de produção de oxigênio singlete) de modo a qualificar as clorinas 3a/3b e 4a/4b enquanto precursoras ou potenciais fotossensibilizadores. Também foram realizados estudos de agregação por RMN de 1H demonstrando-se que as estas estruturas são isentas de agregação em solução.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6559 |
| Date | 26 October 2012 |
| Creators | Santos, Fabiane Aparecida Batalha dos |
| Contributors | Oliveira, Kleber Thiago de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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